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地源热泵技术工作原理及在暖通工程中的 应用设计 作者：梁永辉 来源：《中华建设科技》2014年第06期 (邢台守敬建筑设计有限公司河北邢台054000) 【摘要】本文介绍了地源热泵技术的工作原理和特点，分析探讨了地源热泵的工程设计应用。 【关键词】暖通工程；地源热泵技术；应用设计 GroundsourceheatpumptechnologyandapplicationdesignworksinHVACengineering LiangYong-hui (ArchitecturalDesignCo.,Ltd.XingtaiShoujingXingtaiHebei054000) [Abstract]Thisarticledescribesthegroundsourceheatpumptechnologyworksandcharacteristics,analyzesanddiscussestheengineeringdesignofgroundsourceheatpump. [Keywords]HVACengineering;Groundsourceheatpumptechnology;ApplicationDesign 地源热泵技术是一种高效的节能环保型供热、空调技术。该技术是以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利用热泵工作原理，通过少量的高位电能输入、实现低位热能向高位热能转移的一种技术。地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水河流、湖泊吸收太阳能而蕴藏的低位热能，是一种清洁、可再生的能源。地源热泵技术作为一种有益于环境保护和可持续发展的冷热源形式，在美、加与欧洲已有几十年的应用历史，应用范围涉及空调、采暖、生活热水供应及一些工业和工程上的冷热源提供，被美国能源部与环保署共同认为是当今世界上最高效，最环保清洁的供暖与空调技术。随着常规能源资源的日趋减少和人们对节能、环保要求的不断提高，地源热泵技术将在我国的采暖空调等行业有较大的应用和发展。 地源热泵技术的工作原理 1.1地源热泵的分类。根据地热源的种类和方式不同，地源热泵可分为以下三类： （1）土壤源热泵土壤源热源（也叫大地耦合式热泵）以大地作为热源，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用一一水或热泵机组或水一一气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。 （2）地下水热泵系统地下水热泵系统，是一种以水体为低位热源，利用地下水式水源热泵机组为空调系统制备与提供冷/热水，再通过空调末端设备实现房间空气调节的系统形式。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。但存在其劣势就在于：有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；可供的地下水有限；如水质不好或打井不合格要注意水处理；如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。 （3）地表水热泵系统地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路系统。但是，在公共用的河水中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低，制冷或供热能力降低的后果。 1.2地源热泵的工作原理。地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、热泵机组和室内空调末端系统。工作原理就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。其中水源热泵机主要有两种形式：水一一水式或水一一空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物空调末端换热介质可以是水或空气，系统的关键是大地换热器的设计和施工。 地源热泵技术的特点 2.1地源热泵是清洁的可再生能源利用技术。地表浅层土壤和水体是一个巨大的太阳集热器，同时地球深部的热能也会通过地表向大气层散失。人类每年消耗的全部能量，只是地表吸收和散发的太阳能和地热能的极小的一部分。地表能量被利用后，可由太阳能和地球深部传导上来的热量很快平衡，不会对自然界的能量系统造成不良影响。因此浅层地表能量是一个取之不尽的可再生清洁能源库。 2.2高效、节能，运行费用低。地下土壤或水体温度冬季比环境温度高，夏季比环境温度低，且始终保持较为稳定的状态。由于这一特点，地源热泵机组的运行能效比或性能系数上升。美国环保署估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以比常规空调节约40%?50%的运行费用。 2.3一机多用运行稳定、可靠。地源热泵系统可供暖、制冷和提供